發(fā)布時(shí)間： 2020-07-16 瀏覽量： 2415
智能手機(jī)、平板電腦、游戲機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)、純平顯示器，這些以及其他很多高科技產(chǎn)品由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)才得以存在。沒有該產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代傳播媒體中使用的內(nèi)存芯片和處理器就無法生產(chǎn)出來。
它們的生產(chǎn)需要極其潔凈的真空條件并精確地進(jìn)行監(jiān)測。例如，在半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)施（被稱為“晶圓廠”）投入運(yùn)行后，需要以測量壓力上升的方式進(jìn)行泄漏測試。只有系統(tǒng)的氣密性得到了認(rèn)可，才能批準(zhǔn)該工藝流程。如果壓力上升大于定義的閾值，則晶圓廠關(guān)閉，并啟動(dòng)泄漏檢測以找出泄漏并將其修復(fù)。普發(fā)真空憑借其全面的售后服務(wù)體系，提供最佳專家支持（甚至為現(xiàn)場泄漏檢測提供支持）。
我們售后服務(wù)工程師之一的典型現(xiàn)場服務(wù)一覽：
測試生產(chǎn)環(huán)境的氦氣泄漏檢測
“大于 5 milliTorr，我去拿檢漏儀！”E他為一家大型半導(dǎo)體提供商的操作員提供真空設(shè)備和現(xiàn)場泄漏檢測支持。目前，多晶硅干法刻蝕系統(tǒng)必須在標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)后才能重新啟動(dòng)。
“在重啟之前，需要對壓力衰減進(jìn)行測量?！彼忉屨f。“壓力上升包括系統(tǒng)中許多不同的氣源。這可能是內(nèi)表面脫氣或者滲透（即氣體通過密封處釋放）以及一處或多處泄漏。如果壓力上升在我們的閾值之上，則泄漏太大。而這會(huì)干擾工藝過程。那么必須檢測出泄漏并將其密封。”
測量結(jié)果顯示出 10 milliTorr 的壓力上升。這是允許閾值的兩倍。如果腔室體積已知，則可以估計(jì)檢漏儀的顯示標(biāo)度。
壓力上升和氦氣泄漏率必須轉(zhuǎn)換成可比較的單位，以感受氦氣檢漏儀上顯示值。
泄漏率大多以 mbar l/s 顯示。壓力上升的測量顯示壓力隨時(shí)間的變化。對于轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)的腔室體積必須是已知的。然后，壓力上升的單位從“mTorr”轉(zhuǎn)換為“mbar”，同時(shí)將分鐘轉(zhuǎn)換為秒。在實(shí)際示例中，10 mTorr 相當(dāng)于 0.013 mbar 或 1.3 · 10-2 mbar l/s。五分鐘相當(dāng)于 300 秒。腔室體積為 5 升。因此，泄漏率為 2.2 · 10-4 mbar l/s。
系統(tǒng)內(nèi)的不同氣源
泄漏不是系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)致壓力上升的唯一氣源。此外，尤其需要注意內(nèi)表面的脫氣以及密封件的滲透。哪種氣源具有最大影響取決于特定的系統(tǒng)，因此必須分別確定。
E 進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)并連接無油、高性能普發(fā)真空檢漏儀ASM 380。因此，他將檢漏儀安裝在位于地下室管線中渦輪分子泵和流程泵之間的切斷閥上。
在一旁觀察他的系統(tǒng)操作員很驚訝：“該系統(tǒng)腔室處有一個(gè)法蘭可以輕松接近。這是我們通常連接檢漏儀的地方。為什么您不這樣做，反而爬進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)去接觸內(nèi)部的法蘭？這意味著付出更多的努力，因而耗費(fèi)時(shí)間！”
“這種說法或許有一定的道理”，售后服務(wù)工程師回答到，“但努力是值得的。如果檢漏儀連接在渦輪分子泵和干式泵之間，則泄漏信號(hào)更高，反應(yīng)時(shí)間更短。此外，可以更快地發(fā)現(xiàn)并找出泄漏。因此最后，您甚至節(jié)約了時(shí)間！”
地下室前真空管線處的法蘭的確是最佳連接。在這里，檢漏儀不必與運(yùn)行中的渦輪分子泵競爭。
與渦輪分子泵的抽速相比，檢漏儀的有效抽速更小。因此，要比壓力上升測量的泄漏率顯示 2.2 · 10-4 mbar l/s 小得多。在渦輪分子泵抽速大約為 1000 l/s 時(shí)，泄漏率值將下降到 10-6 mbar l/s 以下。
如果檢漏儀連接在渦輪分子泵和前級泵之間，仍有部分氣流跑進(jìn)前級泵，但是工藝泵的氦氣抽速比渦輪分子泵低得多。如果檢漏儀被連接至前真空管線，檢漏儀可以預(yù)測到大約 1.1 · 10-6 mbar l/s 的泄漏信號(hào)，而不是壓力上升測量的 2.2 · 10-4 mbar l/s。因此，導(dǎo)致壓力上升的泄漏必須在該標(biāo)度內(nèi)。
在泄漏檢測中，時(shí)間常數(shù)取決于工藝室的體積以及氦氣的有效抽速。在泄漏率信號(hào)達(dá)到其最大強(qiáng)度的 63% 時(shí)，時(shí)間常數(shù)就可以確定了。
如果檢漏儀只連接至腔室，實(shí)際示例中的時(shí)間常數(shù)大約為 1.4 秒。如果檢漏儀連接在渦輪分子泵后面，時(shí)間常數(shù)為 4 毫秒，因此比檢漏儀的反應(yīng)時(shí)間短很多。在我們的示例中，反應(yīng)時(shí)間不重要。但是，體積越大，抽速對反應(yīng)時(shí)間來說越重要。
半導(dǎo)體晶圓廠的特殊要求
E打開氦氣瓶處的壓力調(diào)節(jié)器。他調(diào)節(jié)氦氣噴槍，以便他通過槍頭就能感覺到最微小的測試氣體氣流。這絕對足以檢測到最微小的泄漏。而且，這樣還可以防止封閉環(huán)境中的氦氣負(fù)載。他慢慢地、有條不紊地、耐心地從底部至頂部對懷疑有泄露的系統(tǒng)部件進(jìn)行噴吹。
“如果從底部開始，那么輕型氣體氦會(huì)上升至頂部。您瞧，泄漏確實(shí)不存在，是虛漏！”一名操作員突然插嘴道?！皼]錯(cuò)，這是泄漏檢測培訓(xùn)課程上經(jīng)常講到的。但是，只有空氣絕對平靜且氦氣均等地散布到環(huán)境中，這才是真的。在這樣的潔凈室中，總會(huì)有從天花板到地板的層流。它擾亂了測試氣體。在這種情況下，測試因此必須逆著層流——從底部到頂部進(jìn)行?！?/p>
突然，檢漏儀有反應(yīng)。E 噴射腔室密封處。但他尚不滿意?！帮@示的值太小，無法解釋該壓力上升。”
他標(biāo)記了該泄漏并繼續(xù)進(jìn)行。測量設(shè)備第二次有反應(yīng)。泄漏好像是找到了。雖然如此，他還是檢查了系統(tǒng)的其余部分，以便他不會(huì)忽略任何泄漏。這只花費(fèi)了幾分鐘時(shí)間，但是如果未發(fā)現(xiàn)任何泄漏的話，就要采取需要關(guān)閉和重啟系統(tǒng)的另一套測試程序。最后，測量值保存在 ASM 380 檢漏儀中的集成 SD 卡上。這樣可以在報(bào)告中記錄檢測到的泄漏。
兩個(gè)有缺陷的密封件則可以輕松更換。系統(tǒng)重啟。新的壓力上升測量現(xiàn)在顯示：“工藝準(zhǔn)備就緒”
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